Comportamiento de oviposición de la avispa sierra del sauce Nematus oligospilus (Hymenoptera: Tenthredinidae): el rol de los semioquímicos en la elección de plantas hospederas

Abstract

Nematus oligospilus representa una amenaza para el cultivo de sauce debido a la intensa defoliación que generan sus larvas. La colonización de las plantas hospederas se inicia cuando las hembras colocan sus huevos en las hojas. Al nacer, las larvas poseen escasa movilidad y carecen de cuidado parental. Por lo tanto, la elección materna del sitio de oviposición resulta crucial para garantizar el éxito de la descendencia. El objetivo general de este trabajo fue identificar las claves de la planta que intervienen en la orientación y elección del sitio de oviposición de N. oligospilus. En primer lugar, se determinaron los genotipos de sauce más susceptibles al ataque de la avispa mediante ensayos comportamentales en laboratorio. A continuación, se caracterizaron la anatomía foliar y el patrón de deposición de ceras cuticulares en su superficie, y se midieron propiedades físicas y químicas básicas de las hojas. Además, se analizaron los perfiles químicos de emisiones volátiles y de compuestos cuticulares de los genotipos de sauce más y menos preferidos por N. oligospilus, y se diseñaron ensayos comportamentales para evaluar su rol como claves de oviposición. Por último, se examinó la morfología externa de las antenas y del ovipositor de las hembras en busca de estructuras quimiosensoriales potencialmente involucradas en la elección de la planta hospedera. Salix nigra (genotipo más preferido para oviponer) presentó la menor masa foliar específica y el mayor contenido y diversidad de glicósidos fenólicos. Sus emisiones volátiles totales fueron más del triple que las de S. viminalis (genotipo menos preferido por la avispa) y su perfil de ceras cuticulares resultó más complejo. En conjunto, los resultados sugieren que la preferencia de oviposición de N. oligospilus es producto de un balance entre la estructura anatómica foliar, los niveles de nutrientes en las hojas y la presencia de metabolitos secundarios que actuarían como claves químicas. A distancia, las hembras se orientan en función al perfil de compuestos volátiles emitido por la planta hospedera. Una vez sobre la superficie foliar, la decisión de oviponer depende de la presencia de claves de contacto específicas que constituirían una “huella química” que proporciona al insecto las claves para reconocer al genotipo de sauce. Los aportes de este trabajo resultan relevantes para programas de mejoramiento genético de sauce y contribuyen al desarrollo de herramientas de bajo impacto ambiental destinadas a la protección del cultivo.

Nematus oligospilus represents a threat to willow crop due to intense defoliation caused by larval feeding. Host plants colonization begins when females lay their eggs on the leaves. After hatching, larvae possess little mobility and lack of parental care. Thus, the maternal choice of the oviposition site is crucial to assure offspring success. The aim of this work was to determine plant cues involved in orientation and selection of the oviposition site by N. oligospilus. First, susceptibility of willow genotypes was determined by means of behavioral bioassays in the laboratory. Then, leaf anatomy and patterns of cuticular waxes deposition were characterized, and basic physical and chemical leaf traits were measured. Besides, chemical profiles of volatile and cuticular compounds from different willow genotypes were analyzed, and behavioral bioassays were performed in order to evaluate their role as oviposition cues. Finally, external morphology of female antennae and ovipositor were examined in order to search for chemosensory structures possibly involved in host plant selection. Salix nigra (the preferred genotype) showed the lowest specific leaf mass and the highest content and diversity of phenolic glycosides. Its total volatile emissions were more than three times than those by S. viminalis (the non-preferred genotype) and its cuticular waxes profile was more complex. Altogether, these results suggest that oviposition preference by N. oligospilus is determined by a balance among anatomical leaf structure, levels of nutrients and presence of secondary metabolites acting as chemical cues. From a distance, females orient to host plants by their volatile profile. Once on the plant surface, the decision whether to lay eggs is determined by the presence of contact cues that would represent a “chemical signature” allowing the insect to recongnize the willow genotype. The contributions of this work are relevant for willow genetic improvement programs and promote the development of alternative strategies aimed to protect this crop.